随着文化遗产保护事业的发展,文物工作贯彻落实“保护第一、加强管理、挖掘价值、有效利用、让文物活起来”的要求,形成了统筹抢救性保护和预防性保护、本体保护和周边保护、单点保护和集群保护的系统性、整体性保护理念。在此背景下,文化遗产本体及其赋存环境的监测,既是支撑系统性、整体性保护的基础措施,又是新时代科技与文化融合的典型范例。作为中国首批世界文化遗产,“秦始皇陵及兵马俑”于20世纪80年代起便开展监测工作,2010年以来逐步搭建起国内第一批博物馆物联网监测应用示范系统,2022年建成世界文化遗产监测平台。随着物联网、云计算、大数据等技术的发展,数字赋能的秦始皇陵文化遗产监测方兴未艾。
秦始皇陵文化遗产监测背景
文化遗产监测源自“预防性保护”理念。按照国际博物馆协会藏品保护委员会(ICROM-CC)的定义,预防性保护涉及“所有防止未来的劣化或损失并将其降至最低程度的措施和行动”。日常实践中,通过连续监测以及记录、整理、分析监测数据,能够及时感知文化遗产的保存状况与风险隐患,从而采取预防性的保护措施,最大限度地避免潜在风险造成的损害。
秦始皇陵及相关的文化遗产体量巨大、数量繁多、种类丰富、工艺复杂,保存有重要的历史文化信息,具有丰富性、珍贵性的特点。因此,对秦始皇陵开展全面、准确、实时的监测十分必要。1994年起,监测成为世界文化遗产保护的一项制度。此后,我国形成了国家、省、遗产地的三级监测体系,开展文化遗产的日常监测、定期监测与反应性监测。秦始皇陵的日常监测内容包括遗产本体保存状况、核心区和缓冲区内的自然人为变化、周边地区开发对遗产本体的影响、游客承载量等。监测的形式包括人员的定期巡查、观察和仪器记录等。人工巡查以及现场观察费时费力,做不到实时监测,且受到观众参观、场地因素等情况的制约,因此,实时传输、汇总、分析的仪器记录,成为监测的发展趋势。
数字时代的秦始皇陵文化遗产监测
近年来,信息通信技术革命性地改变了人们的生产与生活,中国经济社会的高速发展也与数字时代的来临高度重合。根据这一变化,中国学者提出了“智慧博物馆”的概念,其内涵之一是利用高速发展的物联网、云计算、大数据等技术开展文化遗产监测。
秦始皇陵是我国率先开展物联网监测的文化遗产之一。物联网可以理解为“物物相连的智能互联网”,即通过信息传感设备和通信协议,将事物数字化、网络化,融合信息空间与物理空间,实现物与物、物与人、人与人之间的高效信息交互。在秦始皇陵的监测中,通过布设温湿度、光照、二氧化碳、游客量等前端传感设备,可以采集物理世界文化遗产本体及环境的监测信息;再通过远距离无线电等通信技术,将信息传输至服务器;最终通过信息的存储、分析、处理实现文化遗产监测。
秦始皇陵物联网监测的数据管理应用了云计算技术。云计算是一种基于互联网的计算模式,用户通过网络访问云端的计算资源和服务,以实现灵活、可扩展的资源共享。应用云计算技术,秦始皇陵的保护管理人员与研究人员可以通过网页、小程序等渠道访问文化遗产监测平台,在云端调取或上传监测数据,通过云端提供的可视化工具与统计功能开展数据分析,实时关注监测动态。
伴随着物联网、云计算等技术的发展,秦始皇陵监测进入了大数据时代。大数据的特征可以概括为5V,在秦始皇陵监测中表现为:监测数据增长极快,体量(Volume)巨大;数据分析速度(Velocity)快,需要结合历史数据开展实时分析;数据类别多样(Variety),包括数值、文字描述、图片等格式;监测数据反映了文化遗产保存的真实状况(Veracity);监测数据社会价值(Value)高。
秦始皇陵监测平台以“监测无死角、预警实时化、决策可闭环、养护常态化”的理念,构建遗产本体与环境监测体系、遗产监测预警体系、日常巡查管理体系、辅助决策体系等,形成一套完整的世界文化遗产数字化监测管理系统。这一平台通过技术手段对遗产进行全方位监测,极大提升了主动预警能力与处理决策的便捷性,使遗产及其环境的监、管、护水平迈上新台阶。
展望:基于高质量数据的数智化监测
数智技术可以理解为“数字化+智能化”,是在数字化基础上融合应用人工智能等技术的过程。数智化是新型工业化的鲜明特征,也是当前我国信息系统跃迁发展的主题。
未来,发展数智化监测是形成文化遗产领域新质生产力的重要途径。文化遗产数智化监测的核心是数据深度治理。目前,以秦始皇陵为代表的中国世界文化遗产已经建立了广泛的数字化监测架构,监测数据的维度与规模不断增长,海量监测数据也日益成为文化遗产保护的重要资源。在此情况下,秦始皇陵监测的主基调已不再是数据扩张,而是数据治理。由于当前的监测数据往往存在缺失、重复、漂移、一致性差等问题,数据治理的首要问题便是提升数据质量。
在文化遗产监测领域,数据质量既是限制数智化的“拦路虎”,又是应用新兴数据治理技术与智能算法的“试验田”。近年来,机器学习、生成式人工智能的发展,带来了社会经济领域的巨大变革。面对海量的监测数据,已有的传统方法越来越难以快速、有效地识别监测故障、评价数据质量、提升数据效能,借助新型智能算法成为提升监测数据质量的有效途径。另一方面,高质量的监测数据又能为文化遗产保护智能模型提供基础支撑,从而实现数据治理的良性循环。
小结
数字赋能的秦始皇陵文化遗产监测,在一定程度上代表了新时代文化遗产保护的“中国路径”。依靠物联网、云计算、大数据技术,秦始皇陵搭建了完善的数字化监测体系,并正在经历从数字化转向数智化的迭代发展。为加快实现数智化的文化遗产监测,亟须提升监测数据质量。未来,数字赋能的文化遗产监测将进一步提升我国文化遗产的保护利用水平,为历史文化遗产的传承创新注入强大动力。
(作者单位:秦始皇帝陵博物院 本文为2025年度陕西省哲学社会科学研究专项〈项目编号2025QN0477〉成果)